Question

4．某二元酸（用H₂B表示）在水中的電離方程式是H₂B═H⁺+HB^- HB^-?H⁺+B^2-．
回答下列問題：
（1）Na₂B溶液顯堿性（填“酸性”、“中性”或“堿性”），理由是B^2-+H₂O?HB^-+OH^-（用離子方程式表示）．
（2）在0.1mol•L^-1的Na₂B溶液中，下列粒子濃度關(guān)系式正確的是CD．
A．c（B^2-）+c（HB^-）+c（H₂B）=0.1mol•L^-1
B．c（Na⁺）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（HB^-）
C．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HB^-）+2c（B^2-）
D．c（Na⁺）=2c（B^2-）+2c（HB^-）
（3）已知0.1mol•L^-1 NaHB溶液的pH=2，則0.1mol•L^-1 H₂B溶液中的氫離子的物質(zhì)的量濃度可能＜0.11mol•L^-1（填“＜”、“＞”或“=”），理由是H₂B第一步電離產(chǎn)生的H⁺對HB^-的電離起了抑制作用．
（4）0.1mol•L^-1 NaHB溶液中各種離子濃度由大到小的順序是c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（B^2-）＞c（OH^-）．
（5）常溫下將0.010mol CH₃COONa和0.004mol HCl溶于水，配制成0.5L混合溶液．判斷：
①溶液中共有7種粒子．
②其中有兩種粒子的物質(zhì)的量之和一定等于0.010mol，它們是CH₃COO^-和CH₃COOH．
③溶液中n（CH₃COO^-）+n（OH^-）-n（H⁺）=0.006mol．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)該酸的電離方程式知，第一步是完全電離，第二步是部分電離，說明B^2-離子水解而HB^-不水解，且HB^-是弱酸，Na₂B是強堿弱酸鹽，其水溶液呈堿性；
（2）根據(jù)二元酸的電離方程式知，B^2-只發(fā)生第一步水解，結(jié)合電荷守恒和物料守恒分析解答；
（3）若0.1mol•L^-1NaHB溶液的pH=2，說明溶液中C（H⁺）=0.01mol/L，則HB^-的電離度是10%，H₂B第一步完全電離，第二步部分電離，且含有相同的離子能抑制弱根離子的電離；
（4）根據(jù)離子是否電離確定鈉離子和酸式酸根離子濃度大小，根據(jù)溶液的酸堿性確定氫離子和氫氧根離子濃度相對大小，根據(jù)離子來源確定氫離子和B離子相對大�。�
（5）CH₃COONa和HCl反應(yīng)生成CH₃COOH和NaCl，因CH₃COONa的物質(zhì)的量大于HCl，所以醋酸鈉有剩余，溶液中的溶質(zhì)為NaCl、CH₃COOH、CH₃COONa，且CH₃COONa的物質(zhì)的量與CH₃COOH的物質(zhì)的量之比為3：2，
①溶液中存在電離平衡H₂O?H⁺+OH^-、CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，水解平衡CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，據(jù)此判斷溶液中存在的粒子；
②任何電解質(zhì)溶液中都存在物料守恒，根據(jù)物料守恒判斷；
③任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒判斷．

解答 解：（1）因為B^2-能夠水解，所以Na₂B溶液顯堿性，其水解方程式為：B^2-+H₂O?HB^-+OH^-，
故答案為：堿性，B^2-+H₂O?HB^-+OH^-；
（2）在Na₂B中存在水解平衡：B^2-+H₂O=HB^-+OH^-，HB^-不會進一步水解，所以溶液中沒有H₂B分子，
A．HB^-不會進一步水解，所以溶液中沒有H₂B分子，根據(jù)物料守恒得c（B^2-）+c（HB^-）=0.1mol•L^-1，故A錯誤；
B．根據(jù)質(zhì)子守恒：c（OH^-）=c（H⁺）+c（HB^-），故B錯誤；
C．根據(jù)電荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HB^-）+2c（B^2-），故C正確；
D．把質(zhì)子守恒和電荷守恒式相加得：c（Na⁺）=2c（B^2-）+2c（HB^-），故D正確；
故答案為：CD；
（3）若0.1mol•L^-1NaHB溶液的pH=2，說明溶液中C（H⁺）=0.01mol/L，則HB^-的電離度是10%，H₂B第一步完全電離，第二步部分電離，由于H₂B第一步電離產(chǎn)生的H⁺抑制了HB^-的電離，故H₂B（0.1 mol/L）的c（H⁺）小于0.11 mol/L，
故答案為：＜，H₂B第一步電離產(chǎn)生的H⁺對HB^-的電離起了抑制作用；
（4）鈉離子不電離，HB^-能電離，所以c（Na⁺）＞c（HB^-），根據(jù)（3）知，溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），水和HB^-都電離出氫離子，則c（H⁺）＞c（B^2-），所以該溶液中離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（B^2-）＞c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（B^2-）＞c（OH^-）．
（5）CH₃COONa和HCl反應(yīng)生成CH₃COOH和NaCl，因CH₃COONa的物質(zhì)的量大于HCl，所以醋酸鈉有剩余，溶液中的溶質(zhì)為NaCl、CH₃COOH、CH₃COONa，且CH₃COONa的物質(zhì)的量與CH₃COOH的物質(zhì)的量之比為3：2，
①溶液中存在電離平衡 H₂O?H⁺+OH^-、CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，水解平衡CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，所以溶液中存在的粒子有H₂O、H⁺、OH^-、CH₃COOH、CH₃COO^-、Na⁺、Cl^-，所以一共有7種粒子，
故答案為：7；
②任何電解質(zhì)溶液中都存在物料守恒，根據(jù)物料守恒得n（CH₃COO^-）+n（CH₃COOH）=0.010mol，
故答案為：CH₃COO^-；CH₃COOH；
③溶液中存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒得n（CH₃COO^-）+n（OH^-）+n（Cl^-）=n（H⁺）+n（Na+），所以的n（CH₃COO^-）+n（OH^-）-n（H⁺）=n（Na+）-n（Cl^-）=0.010mol-0.004mol=0.006mol，
故答案為：0.006．

點評 本題考查弱電解質(zhì)電離、離子濃度大小比較，注意該酸第一步完全電離，第二步部分電離，導(dǎo)致HB^-能電離但不水解，為易錯點，題目難度中等，注意把握溶液中的守恒關(guān)系．